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ALU-EDELSTAHL-KONTAKTKORRISON
In der Regel kann sich Aluminium auf Grund seiner eigenen Oxydschicht sehr gut selbt schützen. Im Yachtbau ist es aber unvermeidlich, dass unterschiedliche Materialien wie z.B. Aluminium und Edelstahl zum Einsatz kommen. Grundsätzlich ist Edelstahl und Aluminium verträglich. Dabei meinen wir einen Edelstahl wie 1.4401 (X5CrNiMo17-12-2) und nicht einen X12CrNi18-8 oder 1.4301 (X5CrNi18-10) wie er immer wieder aus Kostengründen bei Yachten verwendet wird.
Nichtrostender („rostfreier“) Stahl zeichnet sich durch einen Anteil von mehr als 10,5 Prozent Chrom aus, der im austenitischen oder ferritischen Mischkristall gelöst sein muss. Durch diesen hohen Chromanteil bildet sich eine schützende und dichte Passivschicht aus Chromoxid an der Werkstoffoberfläche aus. Weitere Legierungsbestandteile wie Nickel, Molybdän, Mangan und Niob führen zu einer noch besseren Korrosionsbeständigkeit oder günstigeren mechanischen Eigenschaften. Damit kommt es also kaum zu elektrolytischen Reaktionen zwischen der Aluminium-Oxyd-Schicht und der Passiv-Chromoxydschicht.
Al2O3 (Aluminium-Oxyd) ist ein sehr guter Isolator und besitzt sehr hohe Durchschlagsfestigkeit von 35 kV/mm. Der Spezifische Widerstand beträgt bei 20 °C 1012 Ω m, bei 1000 °C sinkt er auf 107 Ω·m. Die relative Permittivität beträgt 9–10 bei 100 MHz, der Verlustwinkel etwa 10−4. Das erklärt auch die Unempfindlichkeit bei einer nicht beschädigter Aluminium-Oxydschicht gegen eine Kontaktkorrosion. Auch wenn die AL-Oxyd-Schicht mechanisch beschädigt würde, dann wird sehr schnell eine neue Oxyd-Schutzschicht gebildet, so dass kaum eine Kontaktkorrosion sich entwickeln kann.
Um also eine Kontakt-Korrosion bei einem der Metalle zu verursachen, muss also eine der schützenden Oxyd-Schichten zerstört werden.
Beispiel:
Zuerst einmal können wir davon ausgehen, trotz Abgastemperaturen bis zu 200°C, dass nicht das geringste passieren wird. Das Spannungspotentiel zwischen den beiden Metallen kann vernachlässigt werden.
Das Problem aber das sich ergeben kann, dass die Aluminium- Oxydschicht zerstört wird durch die Abgase in denen ......
Kohlenmonoxid (CO),
unverbrannte Kohlenwasserstoffe (HC),
Stickstoffoxide (NOx),
Schwefeldioxid (SO2 ) und
Schwefelsäure (H2S04)
sowie Rußpartikel.
in geringen Anteilen enthalten sind.
Schwefeldioxid (SO2 ) und Schwefelsäure (H2S04) zerstören auch in geringen Ateilen jede sich fortlaufend nachbildende Aluminium-Oydschicht, so dass es in diesen Bereich zu einer atmosphärische Korrosion, durch die Schadstoffkonzentration kommt. Um das zu unterbinden, ist ein Beschichtungs-System erforderlich, dass die atmosphärische Korrosion - durch das Schwefeldioxyd und der Schwefelsäure verhindern kann. Für diesen Anwendungsfall gibt es zahlreiche Multicoat-Systeme die auch in Kraftstoffanlagen der Schifffahrt oder auch in Fäkalien- Wassertankanlagen verwendet werden. Dabei genügt eine Schichtstärke von ca. 0,25 mm um einen jahrzehntelangen Schutz der Oxydationsschicht zu ermöglichen. Das ist also nichts besonderes und im Grunde Standard im Maschinenbau wo wir ähnliche Reaktionen haben.
Zur Vorbereitung der Schutzschicht sollte das Aluminium nach DIN ISO 12944 - 4, Normreinheitsgrad SA 2 /2 mit Glasperlen oder Korrund gestrahlt werden. Im kleinen Bereichen wird ein ähnliches Ergebnis mit einer Kniebürste (ca. 3000 - 4000 U/min) erzielt. Auch wenn bei der Bearbeitung von Aluminium unterschiedliche Materialien zum Einsatz kommen, muss keiner befürchten dass sich z.B. Stahl und Aluminium verbindet. Bei der Bearbeitung bildet sofort das Aluminium wieder seine schützende Oxydschicht. Auch wenn sich winzige FE-Partikel aus der Kniebürste lösen würden, ist eine physikalische Verbindung von FE-Oxyd und AL-Oxyd nicht möglich. Auch wenn eine solche Kniebürste oxydiert wäre, dann haben wir es immer mit FE(III)-Oxyd zu tun, das sich nicht mit AL-Oxyd verbinden kann.
Vergesst also solche Infos, gelesen im Boote-Forum wie einer darüber berichtet. Stahl lässt sich nicht auf herkömmliche Weise in ein Aluminium hineinreiben, wenn dann reden wir über FE(III)-Oxyde und AL-Oxyde die sich nicht mechanisch molekular verbinden lassen, mit Ausnahme es erfindet einer die Physik neu.. FE(III)-Oxyde bilden immer Pigmente (kleine Festkörper) die sich auf AL-Oxyd leicht beseitigen lassen würden, da ein AL-Oxyd immer ein geschlossenes dichtes System bildet. Sollte wirklich einer ein wenig päpstlich sein, dann genügt ein wenig Oxalsäure oder Net-Trol von Owatrol, oder einen einfachen Rostfleckenentferner z.B. von Melurit die solche Pigmente neutralisieren. Wir haben selbst die Kniebürste bei Alu ausreichend getestet, Probleme beim anschl. beschichten sind nicht zu befürchten. Wenn dem so wäre, dann dürfte kein Aluminium gesägt - gefeilt - gedreht - gefräst - gebürstet bzw. oder in irgend einer Form zerspanend bearbeitet werden.
Grundsätzlich ist also immer bei der Verwendung von Edelstahl und Aluminium vorher zu prüfen, ob chemische Einflüsse wie oben beschrieben eine Alu-Oxydschicht beschädigen können und dadurch eine Kontaktkorrosion zwischen (ALU - (Schwefelsäure und Schwefeldioxyd) - EDELSTAHL) ermöglichen. Da solche Reaktionen im Maschinen- Werkzeugbau seit mehreren Jahrzehnten bekannt sind, ist es kein Problem das zu unterbinden. Je nach Einzelfall kann es aber erforderlich sein, dass die Konstruktion entsprechend anzupassen ist.
Admin
Nichtrostender („rostfreier“) Stahl zeichnet sich durch einen Anteil von mehr als 10,5 Prozent Chrom aus, der im austenitischen oder ferritischen Mischkristall gelöst sein muss. Durch diesen hohen Chromanteil bildet sich eine schützende und dichte Passivschicht aus Chromoxid an der Werkstoffoberfläche aus. Weitere Legierungsbestandteile wie Nickel, Molybdän, Mangan und Niob führen zu einer noch besseren Korrosionsbeständigkeit oder günstigeren mechanischen Eigenschaften. Damit kommt es also kaum zu elektrolytischen Reaktionen zwischen der Aluminium-Oxyd-Schicht und der Passiv-Chromoxydschicht.
Al2O3 (Aluminium-Oxyd) ist ein sehr guter Isolator und besitzt sehr hohe Durchschlagsfestigkeit von 35 kV/mm. Der Spezifische Widerstand beträgt bei 20 °C 1012 Ω m, bei 1000 °C sinkt er auf 107 Ω·m. Die relative Permittivität beträgt 9–10 bei 100 MHz, der Verlustwinkel etwa 10−4. Das erklärt auch die Unempfindlichkeit bei einer nicht beschädigter Aluminium-Oxydschicht gegen eine Kontaktkorrosion. Auch wenn die AL-Oxyd-Schicht mechanisch beschädigt würde, dann wird sehr schnell eine neue Oxyd-Schutzschicht gebildet, so dass kaum eine Kontaktkorrosion sich entwickeln kann.
Um also eine Kontakt-Korrosion bei einem der Metalle zu verursachen, muss also eine der schützenden Oxyd-Schichten zerstört werden.
Beispiel:
- Aluminium-Yacht AlMg4,5Mn (EN AW-5083), Abgasausleitung über einen eingesetzte Edelstahl - Abgasstutzen X5CrNiMo17-12-2 der direkten Kontakt mit dem Aluminium hat.
Zuerst einmal können wir davon ausgehen, trotz Abgastemperaturen bis zu 200°C, dass nicht das geringste passieren wird. Das Spannungspotentiel zwischen den beiden Metallen kann vernachlässigt werden.
Das Problem aber das sich ergeben kann, dass die Aluminium- Oxydschicht zerstört wird durch die Abgase in denen ......
Kohlenmonoxid (CO),
unverbrannte Kohlenwasserstoffe (HC),
Stickstoffoxide (NOx),
Schwefeldioxid (SO2 ) und
Schwefelsäure (H2S04)
sowie Rußpartikel.
in geringen Anteilen enthalten sind.
Schwefeldioxid (SO2 ) und Schwefelsäure (H2S04) zerstören auch in geringen Ateilen jede sich fortlaufend nachbildende Aluminium-Oydschicht, so dass es in diesen Bereich zu einer atmosphärische Korrosion, durch die Schadstoffkonzentration kommt. Um das zu unterbinden, ist ein Beschichtungs-System erforderlich, dass die atmosphärische Korrosion - durch das Schwefeldioxyd und der Schwefelsäure verhindern kann. Für diesen Anwendungsfall gibt es zahlreiche Multicoat-Systeme die auch in Kraftstoffanlagen der Schifffahrt oder auch in Fäkalien- Wassertankanlagen verwendet werden. Dabei genügt eine Schichtstärke von ca. 0,25 mm um einen jahrzehntelangen Schutz der Oxydationsschicht zu ermöglichen. Das ist also nichts besonderes und im Grunde Standard im Maschinenbau wo wir ähnliche Reaktionen haben.
Zur Vorbereitung der Schutzschicht sollte das Aluminium nach DIN ISO 12944 - 4, Normreinheitsgrad SA 2 /2 mit Glasperlen oder Korrund gestrahlt werden. Im kleinen Bereichen wird ein ähnliches Ergebnis mit einer Kniebürste (ca. 3000 - 4000 U/min) erzielt. Auch wenn bei der Bearbeitung von Aluminium unterschiedliche Materialien zum Einsatz kommen, muss keiner befürchten dass sich z.B. Stahl und Aluminium verbindet. Bei der Bearbeitung bildet sofort das Aluminium wieder seine schützende Oxydschicht. Auch wenn sich winzige FE-Partikel aus der Kniebürste lösen würden, ist eine physikalische Verbindung von FE-Oxyd und AL-Oxyd nicht möglich. Auch wenn eine solche Kniebürste oxydiert wäre, dann haben wir es immer mit FE(III)-Oxyd zu tun, das sich nicht mit AL-Oxyd verbinden kann.
Vergesst also solche Infos, gelesen im Boote-Forum wie einer darüber berichtet. Stahl lässt sich nicht auf herkömmliche Weise in ein Aluminium hineinreiben, wenn dann reden wir über FE(III)-Oxyde und AL-Oxyde die sich nicht mechanisch molekular verbinden lassen, mit Ausnahme es erfindet einer die Physik neu.. FE(III)-Oxyde bilden immer Pigmente (kleine Festkörper) die sich auf AL-Oxyd leicht beseitigen lassen würden, da ein AL-Oxyd immer ein geschlossenes dichtes System bildet. Sollte wirklich einer ein wenig päpstlich sein, dann genügt ein wenig Oxalsäure oder Net-Trol von Owatrol, oder einen einfachen Rostfleckenentferner z.B. von Melurit die solche Pigmente neutralisieren. Wir haben selbst die Kniebürste bei Alu ausreichend getestet, Probleme beim anschl. beschichten sind nicht zu befürchten. Wenn dem so wäre, dann dürfte kein Aluminium gesägt - gefeilt - gedreht - gefräst - gebürstet bzw. oder in irgend einer Form zerspanend bearbeitet werden.
Grundsätzlich ist also immer bei der Verwendung von Edelstahl und Aluminium vorher zu prüfen, ob chemische Einflüsse wie oben beschrieben eine Alu-Oxydschicht beschädigen können und dadurch eine Kontaktkorrosion zwischen (ALU - (Schwefelsäure und Schwefeldioxyd) - EDELSTAHL) ermöglichen. Da solche Reaktionen im Maschinen- Werkzeugbau seit mehreren Jahrzehnten bekannt sind, ist es kein Problem das zu unterbinden. Je nach Einzelfall kann es aber erforderlich sein, dass die Konstruktion entsprechend anzupassen ist.
Admin